TWI441569B

TWI441569B - 金屬被覆聚醯亞胺基板之製法

Info

Publication number: TWI441569B
Application number: TW97118311A
Authority: TW
Inventors: Keiichi Otaki; Hiroshi Takenouchi; Syuichi Ogasawara; Masao Asada
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2014-06-11
Also published as: CN101350315B; JP2009026990A; CN101350315A; KR20090009692A; JP5194602B2; TW200908818A

Description

金屬被覆聚醯亞胺基板之製法

本發明係關於金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，更具體地說，關於一種能夠降低加熱金屬被覆聚醯亞胺基板時尺寸變化的分散性、當作為COF使用時可進行穩固地接合、並且可以改善不良率的金屬被覆聚醯亞胺基板之製法。

近年來，作為封裝液晶螢幕顯示圖像用的驅動用半導體之半導體封裝用基板，金屬被覆聚醯亞胺基板已被廣泛使用。上述金屬被覆聚醯亞胺基板中所用的聚醯亞胺薄膜具有優良的耐熱性，並且在機械、電氣以及化學性能方面與其他塑膠材料相比也不遜色，因此，被作為例如印刷線路板(PWB)、撓性印刷線路板(FPC)、卷帶自動接合用帶(TAB)、覆晶薄膜(COF)等電子構件用的絕緣基板材料多方面使用。這種PWB、FPC、TAB和COF，可以使用在聚醯亞胺薄膜的至少一面上被覆金屬層的金屬被覆聚醯亞胺基板，對其進行加工而製得。

其中，作為封裝液晶畫面顯示用驅動IC晶片的手段，COF特別引人注目。與以前的封裝手段TCP(Tape Carrier Package)相比，COF能夠進行細距(fine pitch)封裝，是能夠容易實現驅動IC小型化和降低成本的封裝手段。作為這種COF的製造方法，一般是使用使高耐熱性、高絕緣性樹脂聚醯亞胺薄膜與通常作為金屬導電體的良導體銅層黏合而得到的金屬被覆聚醯亞胺基板，使該銅層通過光刻蝕法形成精細圖案，並在所需要的地方鍍錫和被覆防焊膜而製得的方法。

在製造上述金屬被覆聚醯亞胺基板時，作為在聚醯亞胺薄膜表面上形成金屬層的方法，例如可以首先通過濺射法形成包含鎳、鉻、鎳鉻合金等的金屬薄層，再在其上形成銅層以使其具有良好的導電性而製得。此外，為了使用於形成電路的導電層膜厚化，通常通過電鍍法，或者併用電鍍與無電鍍敷的方法形成銅等金屬導電體。

另外，上述由濺射法形成的金屬覆膜的厚度，通常為100~500nm。另外，金屬導電體的厚度，例如，當通過減成法形成電路時，通常為5~12μm。

這裏，當通過電鍍法形成金屬導電體時，可以使用例如連續電鍍裝置，該裝置具有至少兩個用於供給電鍍液的、槽內部與發揮陰極功能的電鍍面相對向地設置了陽極的電鍍槽，多個槽在薄膜輸送方向上並排設置；並具有向各電鍍槽供電的供電部和連續輸送薄膜狀基板用的機構。例如，已公開了一種連續電鍍的方法，該方法設置了多個具有陽極和電解液的電鍍槽，將具有厚度為3μm以下的金屬覆膜的絕緣體薄膜依次連續地供給到這些電鍍槽中，控制每個電鍍槽的通電量，使各電鍍槽中的通電量按照該薄膜的供給順序依次增加，可以連續地形成均勻良好的電鍍膜(例如參照專利文獻1)。

通過如上所述的濺射法和電鍍法形成金屬層的金屬被覆聚醯亞胺基板，由於建立了容易實現金屬層的薄膜化，並且可以保持聚醯亞胺薄膜與金屬覆膜的平滑介面，同時獲得了充分的黏合強度的技術，因此用其製得的COF適合於電路的細距化。因此，已經開始批量生產了內引線部具有25~30 μm節距的COF，並在繼續開發20 μm節距以下的細距COF。

可是，COF係通過內引線接合裝載半導體晶片，然後通過外引線封裝在液晶畫面上。通常，由於接合時供給的熱量會使COF的尺寸發生變化，因而要預先預測該變化量，並事先對COF上形成的電路，特別是內引線的節距和外引線的節距進行校正。特別是20 μm節距的COF，由於是狹窄節距，必需對引線的節距進行嚴格的校正。

但是，即使是在使用由上述濺射法和電鍍法形成金屬層的金屬被覆聚醯亞胺基板的情況下，對於20 μm節距的COF，接合時端部引線脫離所要接合的位置的比率也會增加，因而出現不良率提高的問題。加熱金屬被覆聚醯亞胺基板時尺寸變化的分散被認為是其主要原因。由於這種狀況，需要能夠進一步降低加熱時尺寸變化分散性的金屬被覆聚醯亞胺基板。

【專利文獻1】特開平7一22473號公報(第1頁，第2頁)

本發明的目的是鑒於上述以往技術的問題，提供能夠降低加熱金屬被覆聚醯亞胺基板時尺寸變化的分散性、當作為COF使用時可進行穩固地接合，並且可以改善不良率的金屬被覆聚醯亞胺基板之製法。

本發明者們為達到上述目的，對金屬被覆聚醯亞胺基板之製法反復專心研究，結果發現，在包括在聚醯亞胺薄膜表面上形成金屬覆膜的濺射步驟，以及在所得的聚醯亞胺薄膜的金屬覆膜上使用連續電鍍裝置形成金屬導電體的電鍍步驟的金屬被覆聚醯亞胺基板之製法中，在上述濺射步驟中，形成具有特定表面電阻的金屬覆膜，可以抑制濺射中受熱過程中的分散，而且可以降低後續電鍍時的陰極電流密度差，並且，在上述電鍍步驟中，控制特定的陰極電流密度，使電流密度分佈均勻化，同時調節特定的薄膜的輸送速度，可以抑制疊層結構的介面氧化，並且所得金屬被覆聚醯亞胺基板可以降低金屬層的殘留應力的分散程度，降低對其加熱時尺寸變化的分散程度，當作為COF使用時，可進行穩固地接合、並且可以改善不良率，從而完成了本發明。

即，根據本發明的第1項發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，該方法包括在聚醯亞胺薄膜表面上形成金屬覆膜的濺射步驟、以及使用由輸送薄膜和向金屬覆膜供電的輥和具有與該金屬覆膜相對向的陽極的至少兩個槽的電鍍槽構成的連續電鍍裝置，在所得的聚醯亞胺薄膜的金屬覆膜上形成金屬導電體的電鍍步驟，其特徵在於滿足下述(1)和(2)的條件。

(1)在上述濺射步驟中，形成的金屬覆膜的表面電阻控制在0.1~1.0Ω/□。

(2)在上述電鍍步驟中，陰極電流密度係控制在：全部電鍍槽的平均陰極電流密度為1~3A/dm² ，以及各電鍍槽中陰極電流密度的最大值對最小值之比為1~5，同時將薄膜的輸送速度調節為80~300m/h。

另外，根據本發明的第2項發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，其特徵在於在第1項發明中，上述陽極為不溶性陽極。

另外，根據本發明的第3項發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，其特徵在於在第2項發明中，上述陰極電流密度係全部電鍍槽的平均陰極電流密度為1.5~3A/dm² ，各電鍍槽中陰極電流密度的最大值對最小值之比為1~3，以及薄膜的輸送速度為100~300m/h。

另外，根據本發明的第4項發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，其特徵在於在第1~3任一項發明中，上述金屬覆膜係由金屬種子層(seed layer)與其表面上形成的銅層所構成。

另外，根據本發明的第5項發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，其特徵在於在第1~4任一項發明中，上述金屬導電體為銅。

根據本發明的金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，可以降低加熱所得的金屬被覆聚醯亞胺基板時尺寸變化的分散程度，當將其作為COF使用時，可進行穩固地接合，並且可以改善不良率。特別是當用於以開發中的20 μm節距為代表的細距COF時，由於接合時端部引線脫離所要接合的位置的比率下降，大幅改善了不良率，因此其工業價值非常大。

具體實施方式

以下，對本發明的金屬被覆聚醯亞胺基板之製法進行具體說明。

本發明的金屬被覆聚醯亞胺基板之製法是包括在聚醯亞胺薄膜表面上形成金屬覆膜的濺射步驟、以及使用由輸送薄膜和向金屬覆膜供電的輥和具有與該金屬覆膜相對向的陽極的至少兩個槽的電鍍槽構成的連續電鍍裝置，在所得的聚醯亞胺薄膜的金屬覆膜上形成金屬導電體的電鍍步驟的金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，其特徵在於滿足下述(1)和(2)的條件。

在本發明的製造方法中，通過在滿足上述(1)和(2)的條件下進行濺射步驟和電鍍步驟，控制形成的金屬覆膜的表面電阻，同時使電鍍的平均陰極電流密度處於一定的範圍內，以減小疊層結構每層的電流密度差，降低所形成的金屬層的殘留應力的分散程度，並減少由供電導致的電鍍中斷時間，抑制疊層結構的介面氧化，是很重要的。這樣，可以降低加熱時尺寸變化的分散性，當作為COF使用時，可以製得能夠穩固地接合的金屬被覆聚醯亞胺基板。

以下，對濺射步驟和電鍍步驟中形成的金屬層的殘留應力的分散，就其在現有技術中的問題以及在本發明製造方法中的作用進行詳細的說明。

即，通常在使用金屬被覆聚醯亞胺基板形成COF的引線時，如上所述，在引線的形成時增加了受熱過程等，對光阻曝光用掩模上形成的圖案尺寸要進行一定的校正。這是為了事先預測直至與IC晶片接合時以及與液晶面板接合時由受熱過程等引起的引線節距變化的量，以防止脫離而進行的。

另外，引線節距變化的主要原因，是由於聚醯亞胺薄膜、金屬層以及防焊膜等COF的構成構件的熱脹冷縮等導致的變形。這種由熱引起的變形是必然發生的現象，其變形量可以通過試驗預先掌握。然而，問題是，這種變形量並不一定，即是分散的，而且，這種變形量的分散性越大，且引線節距越細距化，則上述脫離的可能性就越大。作為這些COF構成構件發生分散的原因，就聚醯亞胺薄膜而言，成膜時的受熱過程、延伸的分散以及薄膜厚度的分散是主要原因，另外，就防焊膜而言，厚度的分散是主要原因。另一方面，就金屬層而言，雖然厚度的分散也是主要原因，但金屬層的殘留應力的分散也產生很大的影響。

其中，在形成構成金屬層的金屬導電體的電鍍過程中，作為電鍍膜中殘留的應力分散的主要原因，聚醯亞胺薄膜上形成的陰極的電流密度(以下稱為陰極電流密度)的變化量具有最大的影響。也就是說，當通過電鍍法，在聚醯亞胺薄膜表面上的由濺射形成的金屬覆膜上形成金屬導電體時，通常，在電鍍的初期階段，由於該金屬覆膜與其上形成的電鍍膜很薄而電阻很大，因而不得不使電鍍槽的電流密度極大地降低。之後，在達到一定電鍍厚度的成長階段，因注重生產性和經濟性而採取使電鍍槽的電流密度急劇增大的方法。例如，在以前的方法中，經電鍍槽形成的疊層結構的電鍍膜，在由濺射形成的金屬覆膜的緊鄰上層，以0.001~0.01A/dm² 的電流密度形成，而在最表層，以0.5~1.0A/dm² 的電流密度形成。此時全部電鍍槽的平均電流密度為0.3~0.7A/dm² 。通常，電鍍膜的殘留應力與陰極電流密度成正比，具有若電流密度高則應力也增大的傾向。因此，在以前的方法中，通過如上所述寬範圍的電流密度在疊層結構上形成電鍍膜的每層的殘留應力差係明顯地非常大，這是尺寸變化分散的主要原因。

作為抑制這種電鍍膜每層的殘留應力差的手段，可以考慮保持電鍍初期階段的極低電流密度不變，繼續進行電鍍，但是這樣給生產力帶來極大的障礙，必需建立極長的生產線，因而不現實。例如，當以平均電流密度0.1A/dm² 電鍍至厚度為8 μm時，電鍍時間必需達到5小時。另外，在極低電流密度下的電鍍雖然對降低殘留應力很有效，但是由於對伸長率、抗拉強度、耐折曲性等其他重要的電鍍膜的物性產生影響，因而認為在現行的使用COF的組裝步驟中，引起接合以外的麻煩的可能性很高。另外，在低電流密度下製得的電鍍膜由於耐折曲性變差，因而在COF的接合時斷路等的可能性增大。並且，在經濟性方面，平均電流密度也需要確保在一定的值以上。

相比之下，在本發明的金屬被覆聚醯亞胺基板之製法中，如上所述，通過在滿足上述(1)和(2)的條件下進行濺射步驟和電鍍步驟，控制形成的金屬覆膜的表面電阻，同時使電鍍的平均陰極電流密度處於一定的範圍內，以減小疊層結構每層的電流密度差，降低所形成的金屬層的殘留應力的分散程度，並減少由供電導致的電鍍中斷時間，抑制疊層結構的介面氧化。由此，提高了生產力。

作為本發明的金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，包括在聚醯亞胺薄膜表面上形成金屬覆膜的濺射步驟和在所得聚醯亞胺薄膜的金屬覆膜上形成金屬導電體的電鍍步驟。即，在聚醯亞胺薄膜表面上形成極薄的金屬覆膜，再通過電鍍法增厚到所需的厚度。

1. 濺射步驟

作為上述濺射步驟，除上述(1)的條件以外，對其沒有特別的限制，可以在聚醯亞胺薄膜表面上，在形成所需厚度金屬覆膜的，通常金屬被覆聚醯亞胺基板之製法中所使用的條件下進行。這裏，作為上述濺射中所用的裝置，對其沒有特別的限制，可以使用具有由含有構成金屬覆膜的元素的規定組成構成的靶的磁控管濺射裝置等。

作為上述製造方法中使用的聚醯亞胺薄膜，對其沒有特別的限制，可以使用Kapton EN(東麗．杜邦製造)、Upilex S(宇部興產製造)、Apical(卡卡製造)等市售的聚醯亞胺薄膜。另外，作為聚醯亞胺薄膜的厚度，對其沒有特別的限制，若考慮確保其彎曲性，較佳為25~50μm。

作為上述濺射過程中形成的金屬覆膜，對其沒有特別的限制，為了確保其與聚醯亞胺的黏合力以及其耐熱性等的可靠性，作為金屬種子層，可以從鎳、鉻、鉬等金屬或者鎳鉻合金等它們的合金中選擇，但較佳係相對於總量含5~30質量%鉻的鎳鉻合金。另外，其厚度較佳為5~50nm。換句話說，因為當用於COF等並將金屬層通過蝕刻形成電子電路時，與作為良導體的銅的蝕刻性有很大差別的合金組成和厚度都是不合適的。

另外，為了降低表面電阻以確保進行電鍍前的導電性，較佳係繼續通過濺射在上述金屬覆膜表面上形成銅層。作為此時的銅層，要控制表面電阻為滿足(1)的條件的規定值。換句話說，當厚度低於50nm時，則不能獲得足夠的導電性，將對之後電鍍的銅析出的均勻性產生不良影響。另一方面，若厚度超過500nm，雖然在產生導電性方面較好，但由於濺射對聚醯亞胺薄膜的熱過程提高而對基板的尺寸變化、變形等產生影響，恐怕對COF等製得的產品會產生不良影響。

上述製造方法中有關的(1)的條件在上述濺射步驟中，控制所形成的金屬覆膜的表面電阻為0.1~1.0Ω/□。也就是說，通過降低濺射中形成的金屬覆膜的表面電阻，可以提高自電鍍初期階段的電流密度，因此可以提高平均陰極電流密度。然而，使上述金屬覆膜表面電阻的降低，即是使上述金屬覆膜厚度的增加，這時，濺射使聚醯亞胺薄膜受到的熱量增加，必然分散程度也增大。結果，COF的接合時引線位置偏離的危險性增加。因此，在本發明製造方法中，上述金屬覆膜的表面電阻要在由濺射產生熱量的增加導致的分散程度不至於很大的範圍內選擇。

換句話說，當金屬覆膜的表面電阻低於0.1Ω/□時，濺射熱過程的分散程度增大，接合時位置的偏離增加。另一方面，若金屬覆膜的表面電阻超過1.0Ω/□，則電鍍初期階段陰極電流密度必需控製得極低，從而增大了電鍍的疊層結構的每層陰極電流密度差。或者，若以超過1.0Ω/□的狀態強制增大陰極電流密度，則會增大鍍膜的殘留應力。另外，為了減小濺射的熱過程的分散程度，並且減小陰極電流密度差，金屬覆膜的表面電阻較佳係控制在0.2~0.8Ω/□。

作為上述金屬覆膜的表面電阻的控制方法，由於其表面電阻受濺射中形成的金屬覆膜的厚度、純度、結晶粒徑等的影響，因而要獲得所需的表面電阻，可以通過選擇濺射條件而進行。例如，在真空下進行的磁控管濺射中，在由濺射形成銅層的場合，通過使銅層的厚度為300~10nm，可以使金屬覆膜的表面電阻為0.1~1.0Ω/□。

2. 電鍍步驟

作為上述電鍍步驟，除了上述(2)的條件以外，對其沒有特別的限制，可以在聚醯亞胺薄膜上形成的滿足(1)條件的金屬覆膜上，使用連續電鍍裝置，在形成金屬導電體，通常金屬被覆聚醯亞胺基板之製法中所使用的條件下進行。

另外，上述連續電鍍裝置是由輸送薄膜和向金屬覆膜供電的輥和具有與該金屬覆膜相對向的陽極的至少兩個槽的電鍍槽構成的裝置，例如，由於可以大幅節約設置空間，使用在輸送線方向上並排設置了根據電鍍厚度等而定的必要數目的豎型電鍍槽的裝置。這裏，將具有金屬覆膜的一定寬度的聚醯亞胺薄膜以一定的速度依次連續地供給到電鍍槽中，在金屬覆膜上連續地形成電鍍層。即，可以使用通常金屬被覆聚醯亞胺基板之製法中所用的連續電鍍裝置，該裝置具有與金屬覆膜接觸的可以供電的具有導電性的輥、在該金屬覆膜相對向的位置設置了陽極的電鍍槽、向該槽內供給薄膜的與電鍍液接觸並輸送的薄膜輸送機構。

作為上述金屬導電體，對其沒有特別的限制，在COF等中較佳係做為電路材料，並且可以使用電鍍被覆的導電性優良的金屬或合金，較佳為銅。此時作為所用的電鍍液，可以使用通常銅電鍍中所用的市售的硫酸銅電鍍液。

上述製造方法中有關的(2)條件，在上述電鍍步驟中是陰極電流密度係控制在全部電鍍槽的平均陰極電流密度為1~3A/dm² ，以及各電鍍槽中陰極電流密度的最大值對最小值之比為1~5，同時將薄膜的輸送速度調節為80~300m/h。換句話說，是為了降低滿足(1)條件的金屬覆膜上形成的金屬層的殘留應力的分散程度，抑制接合時的位置偏離，而使電鍍的各層的平均陰極電流密度處於一定的範圍內，以減小疊層結構每層的電流密度差。不過，作為電鍍的平均陰極電流密度，就抑制接合時的位置偏離而言，減小疊層結構每層的陰極電流密度差即可，但是，考慮到要確保耐折曲性以及生產性、經濟性方面，本發明製造方法的電鍍步驟中，使用上述(2)的條件。

換句話說，作為陰極電流密度，當全部電鍍槽的平均陰極電流密度低於1A/dm² 時，則難以確保其耐折曲性。另一方面，若平均陰極電流密度超過3A/dm² ，則難以抑制殘留應力的分散。另外，在確保可靠性和經濟性方面，全部電鍍槽的平均陰極電流密度較佳為1.5~3A/dm² 。

並且，通過控制各電鍍槽中陰極電流密度的最大值對最小值之比為1~5，使疊層結構各層內電流密度分佈均一化，可以實現構成金屬層的金屬導電體的殘留應力進一步均一化。這樣，可以使疊層結構整體的殘留應力均一化，從而抑制分散。換句話說，若上述陰極電流密度的最大值對最小值之比超過5，則由電流密度差導致的殘留應力差增大，從而增大了分散性。另外，為了使殘留應力均一化，陰極電流密度較佳使陰極電流密度最大值對最小值之比為1~3。

作為上述陰極電流密度的控制方法，通常，在電鍍初期階段，即金屬覆膜的表面電阻高的區域，上述連續電鍍裝置的各電鍍槽內，電流密度極易集中在與供電輥接近的電鍍液入口介面處，相反電鍍槽底部電流密度大幅降低，因此，為了抑制電鍍槽入口處電流密度的集中，需要在聚醯亞胺薄膜上的金屬覆膜與陽極之間設置適當的電流遮罩板的方法等，而對其手段沒有特別的限制。例如，作為電流遮罩板，可以採取在絕緣板上設置開口部，調節其開口面積的方法，通常使其在電流密度集中的電鍍液介面附近較小，相反使電流密度小的電鍍槽底部較大。

另外，通過將薄膜的輸送速度調節為80~300m/h，在將半導體晶片通過接合封裝在COF上並將半導體晶片用樹脂密封時，可以避免引線表面鍍錫保護膜脫落的問題。也就是說，由於上述連續電鍍裝置由多個電鍍槽和供電部以及輸送機構構成，當使用該裝置將金屬導電體形成疊層結構時，由於要向金屬覆膜及其上形成的電鍍膜供電，因而會出現聚醯亞胺基板處於電鍍液外的時間，即疊層結構的各層之間電鍍的中斷時間。若該電鍍中斷時間較長，則在將所得基板通過刻蝕形成引線，並在其表面上通過無電鍍敷形成鍍錫膜後，在將半導體晶片通過接合封裝在COF上並將半導體晶片用樹脂密封時，會出現引線表面的鍍錫保護膜發生脫落的危險性問題。

更具體地說，已知當將半導體晶片進行樹脂密封時，當經受3小時150℃的熱負荷時，在引線表層部位錫與銅發生合金化時會產生由於擴散速度差而產生的空隙，即所謂的柯肯達爾(Kirkendall)空隙。在由上述連續電鍍裝置製得鍍銅膜的疊層結構中，由下層對合金化所需銅離子的供給，由於疊層結構介面狀態而發生延遲。在銅離子供給處於延遲的狀態下，引線表層部位在沒有下層供給銅離子的狀態下，存在銅向錫一側擴散而使空隙急劇增加、擴大的危險。而疊層結構介面越是氧化，即在電鍍液外的電鍍中斷時間越長，則其危險性越大。因此，通過使薄膜的輸送速度達到一定速度以上，使電鍍的中斷時間處於一定時間以內，可以抑制疊層結構介面的氧化，從而抑制引線表面鍍錫保護膜的脫落。

換句話說，當薄膜的輸送速度低於80m/h時，即使使供電部小型化，電鍍中斷時間也會達到約30秒以上，上述脫落的危險性增大。另一方面，若薄膜的輸送速度超過 300m/h，則會發生基板上產生缺陷等的危險。另外，為了使引線表面的鍍錫保護膜不發生脫落，較佳薄膜的輸送速度達到100m/h以上。

作為上述連續電鍍裝置中使用的陽極，對其沒有特別的限制，可以使用可溶性或不溶性陽極，然而，其中，通過使用不溶性陽極，可以在顯示更好效果的電鍍條件下進行。這時，較佳全部電鍍槽的平均陰極電流密度控制在1.5~3.0A/dm² ，各電鍍槽中陰極電流密度的最大值對最小值之比控制在1~3，同時將薄膜的輸送速度調節為100~300m/h。另外，通常，在鍍銅中，可溶性陽極成問題的是含磷的銅球表面上產生的碎屑等混入電鍍液中，出現使電鍍外觀品質下降的問題，為防止該問題，可以使用不溶性陽極，而在金屬被覆聚醯亞胺基板之製法中，從抑制殘留應力的分散、電鍍膜耐折曲性等角度出發，使用不溶性陽極可以使電鍍電流密度條件、基板輸送速度最佳化。這是因為，不溶性陽極所具有的表面電位的均一性、電極間距離的均一性發揮作用，與可溶性陽極相比更容易實現電流密度的均一化。

作為上述可溶性陽極，對其沒有特別的限制，可以使用含有構成所形成的金屬導電體的元素的市售陽極，對於獲得銅導體的情況，可以使用在鈦盒中填充含磷銅球的陽極。

作為不溶性陽極，對其沒有特別的限制，可以使用以鈦為基體，表面上形成鉑或其氧化物薄膜的陽極等，較佳例如具有在鈦網表面塗敷氧化銥結構的陽極。

實施例

以下，藉由本發明的實施例和比較例對本發明進行更具體的說明，但是本發明並不受此等實施例之任何限定。另外，在實施例和比較例中使用的金屬覆膜的表面電阻和金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法如下。

(1)金屬覆膜表面電阻的測定：按照JIS K 7194使用四探針法進行。

(2)金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價：使用所得金屬被覆聚醯亞胺基板，通過減成法，形成內引線部為20 μm節距、外引線部為35 μm節距的引線圖案，在引線表面通過無電鍍敷法形成厚度為0.6 μm的覆錫膜。然後，為了抑制鍍錫膜中產生晶鬚的目的，在120℃下進行60分鐘熱處理，再在所需部位形成厚度為10 μm的防焊膜層，為了使其熱硬化的目的，在120℃下進行2小時熱處理。熱處理後，為了使內引線部與IC晶片的基座部接合，將接合部在420℃下熱壓合1秒鐘，然後在IC晶片及其周圍部位塗敷熱固化性樹脂，在150℃下進行3小時熱處理，將IC晶片用樹脂封閉。然後，為了將外引線部位與液晶面板ITO電極進行ACF接合，將接合部位在200℃下熱壓合5秒鐘。

進行以上處理之後，觀察內引線部和外引線部的接合部，求出由位置偏離導致的脫落等不良的發生率。

另外，顯示鍍錫的脫落性的指標，使用進行加速實驗的評價結果。即，使用Roam & Hass公司製造的無電鍍敷液Tinposit LT－34，在引線表面上形成厚度為0.6 μm 的鍍錫膜後，在160℃下處理24小時，在該引線部位表面上貼上透明帶，充分黏合後，剝離透明帶，在200倍的金屬顯微鏡下確認有無錫鍍膜的脫落。

另外，實施例和比較例中使用的連續電鍍裝置如下。

第1圖表示了上述連續電鍍裝置的簡略結構的一個實例。在第1圖中，連續電鍍裝置是具有用於輸送薄膜2和向金屬覆膜及電鍍膜供電的不銹鋼製的供電輥3、以及在電鍍槽1內使薄膜2反轉的反轉輥4、17個裝有陽極5的電鍍槽1在輸送方向上並排設置的裝置的一個實例。

另外，在實施例和比較例中，各電鍍槽的槽內電鍍長度，即浸漬於電鍍液的距離為3000mm，各電鍍槽間用於向電鍍面供電而在電鍍液外輸送基板的距離為700mm。另外，使用的電鍍槽數目，是基於各條件合理需要的槽數。另外，陽極與金屬覆膜和電鍍膜之間設置了具有各種形狀的電流遮罩板。此外，鍍銅液使用含硫酸180g/L、硫酸銅80g/L、氯離子50mg/L、以及為確保鍍銅膜平滑性等目的而添加的規定量的有機添加劑的鍍銅液。

(實施例1)

首先，通過在真空環境中運行的磁控管濺射裝置，聚醯亞胺薄膜使用Kapton 150 EN(東麗．杜邦製造)，在真空度保持為0.01~0.1Pa的腔內，於150℃下進行1分鐘的加熱處理。接著，使用相對於總量含20質量%鉻的鎳鉻合金靶和銅靶，在聚醯亞胺薄膜表面上形成厚度為20nm的鎳鉻合金層和厚度為300nm的銅層。所得金屬覆膜的表面電阻為0.1Ω/□。

然後，使用所得的濺射後的聚醯亞胺薄膜，使用上述連續電鍍裝置(電鍍槽數：17槽)，在銅覆膜上層疊鍍銅層，製得形成了銅導體的金屬被覆聚醯亞胺基板。這裡，作為上述連續電鍍裝置的陽極，使用鈦盒中填充含磷的銅球、盒周圍用聚丙烯製得的基質(基底)覆蓋的可溶性陽極。另外，全部電鍍槽的平均電流密度(以下，也稱為總平均電流密度)控制在1.0A/dm² ，以及各電鍍槽內陰極電流密度的最大值對最小值之比控制在5，同時薄膜的輸送速度調節為80m/h，直至厚度達到8μm，形成由電鍍膜構成的銅導體。

然後，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。

(實施例2)

除了各電鍍槽內陰極電流密度的最大值對最小值之比控制在3以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。

(實施例3)

上述連續電鍍裝置的電鍍槽數為12槽，總平均電流密度控制在1.5A/dm² ，以及各電鍍槽內陰極電流密度的最大值對最小值之比控制在3，除此以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。

(實施例4)

上述連續電鍍裝置的電鍍槽數為6槽，總平均電流密度控制在3.0A/dm² ，除此以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。

(實施例5)

上述連續電鍍裝置的電鍍槽數為15槽，使用不溶性陽極，總平均電流密度控制在1.5A/dm² ，各電鍍槽內陰極電流密度的最大值對最小值之比控制在3，以及薄膜的輸送速度調節為100m/h，除此以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。另外，作為不溶性陽極，是在鈦網表面上塗敷氧化銥的陽極，在電鍍槽內與金屬覆膜和電鍍膜相對向地設置。

(實施例6)

上述連續電鍍裝置的電鍍槽數為23槽，使用不溶性陽極，總平均電流密度控制在1.5A/dm² ，各電鍍槽內陰極電流密度的最大值對最小值之比控制在2，以及薄膜的輸送速度調節為150m/h，除此以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。另外，作為不溶性陽極，將在鈦網表面上塗敷氧化銥的陽極，在電鍍槽內與金屬覆膜和電鍍膜相對向地設置。

(實施例7)

上述連續電鍍裝置的電鍍槽數為8槽，使用不溶性陽極，總平均電流密度控制在3.0A/dm² ，各電鍍槽內陰極電流密度的最大值對最小值之比控制在3，以及薄膜的輸送速度調節為100m/h，除此以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。另外，作為不溶性陽極，將在鈦網表面上塗敷氧化銥的陽極，在電鍍槽內與金屬覆膜和電鍍膜相對向地設置。

(實施例8)

除了通過濺射形成厚度為10nm的銅層，金屬覆膜的表面電阻為1.0 Ω/□以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。

(實施例9)

通過濺射形成厚度為10nm的銅層，金屬覆膜的表面電阻為1.0 Ω/□，以及上述連續電鍍裝置的電鍍槽數為6槽，總平均電流密度控制在3.0A/dm² ，除此以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。

(實施例10)

通過濺射形成厚度為10nm的銅層，金屬覆膜的表面電阻為1.0 Ω/口，上述連續電鍍裝置的電鍍槽數為15槽，使用不溶性陽極，總平均電流密度控制在1.5A/dm² ，各電鍍槽內陰極電流密度的最大值對最小值之比控制在3，以及薄膜的輸送速度調節為100m/h，除此以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。另外，作為不溶性陽極，將在鈦網表面上塗敷氧化銥的陽極，在電鍍槽內與金屬覆膜和電鍍膜相對向地設置。

(實施例11)

通過濺射形成厚度為10nm的銅層，金屬覆膜的表面電阻為1.0 Ω/□，上述連續電鍍裝置的電鍍槽數為8槽，使用不溶性陽極，總平均電流密度控制在3.0A/dm² ，各電鍍槽內陰極電流密度的最大值對最小值之比控制在3，以及薄膜的輸送速度調節為100m/h，除此以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。另外，作為不溶性陽極，將在鈦網表面上塗敷氧化銥的陽極，在電鍍槽內與金屬覆膜和電鍍膜相對向地設置。

(比較例1)

除了通過濺射形成厚度為1000nm的銅層，金屬覆膜的表面電阻為0.09 Ω/□以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。

(比較例2)

除了通過濺射形成厚度為5nm的銅層，金屬覆膜的表面電阻為1.1 Ω/□以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。

(比較例3)

上述連續電鍍裝置的電鍍槽數為20槽，總平均電流密度控制在0.9A/dm² ，除此以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。

(比較例4)

上述連續電鍍裝置的電鍍槽數為5槽，總平均電流密度控制在3.5A/dm² ，除此以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。

(比較例5)

除了各電鍍槽內陰極電流密度的最大值對最小值之比控制在6以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。

(比較例6)

除了上述連續電鍍裝置的電鍍槽數為16槽，薄膜的輸送速度調節為70m/h以外，與實施例1同樣地操作，使用所得的金屬被覆聚醯亞胺基板，按照上述“金屬被覆聚醯亞胺基板作為COF使用時的評價方法”，求出COF接合部的位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率。結果列於表1。

由表1可知，在實施例1~11中，在濺射步驟中，形成的金屬覆膜的表面電阻被控制在0.1~1.0 Ω/□，在電鍍步驟中，對於陰極電流密度，全部電鍍槽的平均陰極電流密度被控制在1~3A/dm² ，以及各電鍍槽內陰極電流密度的最大值對最小值之比被控制在1~5，同時薄膜的輸送速度被調節為80~300m/h，由於照本發明的製造方法製造金屬被覆聚醯亞胺基板，COF接合部位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率以及鍍錫膜脫落發生率均低於0.01%，可判斷為良好。

相比之下，在比較例1~6中，由於金屬覆膜的表面電阻、全部電鍍槽的平均陰極電流密度、各電鍍槽內陰極電流密度的最大值對最小值之比或者薄膜的輸送速度總有一項不滿足這些條件，因此COF接合部位置偏離的不良發生率、引線斷路發生率或者鍍錫膜脫落發生率總有一項為0.01%以上，在這些條件下得到的金屬被覆聚醯亞胺基板在生產性、產率和可靠性方面還不能說足夠好。

產業上的可利用性

由以上內容可知，由本發明製造方法製得的金屬被覆聚醯亞胺基板適合用於以內引線為20 μm節距、外引線為35 μm節距為代表的細距COF。這樣，在IC與液晶面板的組裝步驟中內引線部與IC晶片、以及外引線部與液晶面板的接合時的脫落等問題、引線斷路等問題、以及鍍錫膜脫落等發生的可能性可以得到充分的抑制。並且，本發明的製造方法，由於還可以預期電鍍生產性的提高，因此在生產性和經濟性方面也是有效的。根據本發明製得的金屬被覆聚醯亞胺基板，除了COF以外，還可以適用於PWB、FPC、TAB等撓性線路板中。

1‧‧‧電鍍槽

2‧‧‧薄膜

3‧‧‧供電輥

4‧‧‧反轉輥

5‧‧‧陽極

第1圖表示本發明金屬被覆聚醯亞胺基板之製法中所用的連續電鍍裝置簡略結構的一個實例的圖，

Claims

一種金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，其係包含在聚醯亞胺薄膜表面上形成由金屬種子層(seed layer)與其表面上形成的銅層所構成之金屬覆膜的濺射步驟，以及使用由進行輸送薄膜和向金屬覆膜供電的輥和具有與該金屬覆膜相對向的陽極之至少兩個槽的電鍍槽所構成之連續電鍍裝置，在所得的聚醯亞胺薄膜的金屬覆膜上形成金屬導電體的電鍍步驟之金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，其特徵在於滿足下述(1)和(2)的條件：(1)在上述濺射步驟中，形成之金屬覆膜的表面電阻係控制在0.1~1.0Ω/□，且銅層的厚度係控制在50~500nm；(2)在上述電鍍步驟中，陰極電流密度係控制在：全部電鍍槽的平均陰極電流密度為1~3A/dm² ，以及各電鍍槽中陰極電流密度的最大值對最小值之比為2~5，同時將薄膜的輸送速度調節為80~150m/h。
如申請專利範圍第1項之金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，其中上述陽極為不溶性陽極。
如申請專利範圍第2項之金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，其中上述陰極電流密度係全部電鍍槽的平均陰極電流密度為1.5~3A/dm² ，各電鍍槽中陰極電流密度的最大值對最小值之比為2~3，以及薄膜的輸送速度為100~150m/h。
如申請專利範圍第1至3項中任一項之金屬被覆聚醯亞胺基板之製法，其中上述金屬導電體為銅。